污染水體生物修復技術探討

摘 要：介紹了污染水體生物修復技術的特點，闡述了近年來國內外水體生物修復技術的研究和應用現狀，并評述了水體生物修復技術存在的問題以及污染水體生物修復的發展方向 。

關鍵詞：污染水體；生物修復；微生物；水生植物

隨著城市化進程的加劇以及工農業的快速發展，水體污染致使水體生態系統遭受嚴重破壞，嚴重制約了我市社會經濟的可持續發展。由此可見，受污染水體的綜合治理和修復已刻不容緩。目前生物修復技術是有很好發展前景的主體修復技術。

1 污染水體生物修復技術的特點

與傳統的物理化學修復技術相比，生物修復技術具有以下優點：（1）費用省；（2）環境影響小；（3）降低污染物濃度；（4）可用于治理技術難以應用的場地。微生物是地球生態系統中最重要的分解者，對環境中污染物的代謝作用是生物修復的技術基礎，因此，環境中微生物群落對污染物的去除起著決定性的作用。

2污染水體生物修復技術種類及研究現狀

迄今，已開發出多種有關污染水體生物修復的方法，這些方法主要包括接種微生物法、培養土著微生物法和植物修復法等，污染水體的生物修復技術研究現狀詳述如下 ：

2.1 接種微生物技術

針對城市內陸河的有機污染，美國開發研制CBS 水體生物修復技術，在流動水體中用噴灑微生物的方法把被污染河道水體中有機物轉化為無機物，采用該種生物制劑修復重慶桃花溪水體，取得了較好的試驗效果。培養出一種含假單胞菌和硝化細菌的新型微生物，可在 24 h 內降解 30mg/ L 的三氯乙烯，可用于修復被三氯乙烯等有機鹵代化合物和芳香烴污染的水體等發明了保藏假單胞菌的生物制劑，可以很好地保存菌種，含有活性假單胞菌的液體制劑可用于水環境的現場修復。

2.2 培養土著微生物技術

這是一種污染水體的微生物強化修復技術，它通過向水體中投加營養物質、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質來激活水環境中本身具有降解污染物能力的微生物（即土著微生物），充分發揮土著微生物對污染物的降解能力，從而達到水體修復的目的。

2.2.1 投加營養物（激活劑）的強化水體修復技術

通過投加營養物刺激水體微生物發揮修復作用最為成功、規模最大的例子是1989年美國公司和美國環保局聯合實施的“阿拉斯加研究計劃”。在阿拉斯加威廉王子海灣石油污染修復工程中，科學家們有控制地投加2種親油性肥料作為微生物營養成分。研究發現，與對照海灘相比，加入肥料的海灘沉積物表層、石油烴降解菌的數量增加了 1 ～ 2 個數量級，石油類污物的降解速度提高了 2 ～ 3 倍，多環芳烴的濃度明顯下降，整個修復過程加快了近2個月的時間。

2.2.2 投加表面活性劑的強化水體修復技術

表面活性劑由于能夠增強憎水性化合物的親水性和生物可利用性，從而有助于提高環境中微生物的數量和有機污染物的降解速率，因此成為一種重要的污染水體生物修復的強化手段。

2.2.3 投加電子受體或共代謝基質的強化水體修復技術

向厭氧水體中投加電子受體可以暫時改變水環境的厭氧狀態。在厭氧環境中，過氧化氫、硝酸鹽、硫酸鹽和鐵離子等都可作為有機物降解的電子受體。在缺氧條件下，假單胞菌能夠以硝酸鹽作為電子受體降解水中的苯系污染物。

2.3 植物修復技術

植物特別是水生植物，對污染水體都有一定的凈化能力，在污染水體中種植對污染物吸收能力強且耐性好的植物，對污染物的吸附、吸收、富集和降解等，將水體中污染物去除或固定，從而實現水體修復的目的。

2.3.1 植物對富營養化水體的修復

植物對富營養化水體具有良好的修復效果。采用水域浮床無土種植水稻技術，在富營養化水體表面種植水稻，通過水稻的吸收和富集作用，去除水體中的氮、磷等營養物質。以泡沫塑料板為浮床種植香根草，通過對秦淮河和玄武湖中TN、TP的去除研究，取得了良好試驗的效果。石菖蒲對富營養化水體也有較強的凈化能力，有試驗測得其對水體TN、TP的去除率分別可達 84.7 %和 43.9 %，同時水體中的溶解氧增加了26.6 %。

2.3.2 植物對含有機污染物和重金屬水體的修復

水生植物能夠吸收水體中的酚類、氰類污染物，且吸收后并不都積聚在體內，而是通過酶系的作用和生化作用進行轉化和分解，使其失去毒性，而根系吸附的那部分酚和氰，由于根際微生物的作用而逐步分解轉化。據報道，鳳眼蓮可吸收轉化水體中的酚、苯胺等污染物。植物不僅能夠吸收降解水體中有機污染物，而且能夠富集微生物無法降解的重金屬離子，從而達到凈化水體的效果。很多研究表明，植物可以大量吸收并在體內累積鉛、鎘等有毒有害重金屬。

3 結論

污染水體的微生物修復技術還存在一定的局限性：（1）生物難降解污染物（如重金屬）的存在導致水體修復困難；（2）微生物對污染物降解的專一性導致其對水體修復的宏觀效果不佳；（3）微生物的活性受溫度、酸堿性等環境條件的影響較大；（4）微生物對污染物的降解存在著極限濃度。雖然水生植物對污染水體具有一定的修復效果，如人工濕地、浮床等技術也有一定的實際應用，但植物生長具有明顯的季節性；另外，如果污染物在植物體內累積而不能降解，會導致植物的后處理發生困難，對這類植物如何進行資源化利用或妥善處置也是一個值得深入研究的問題。

污染水體修復必須從水體的功能定位、污染整治的目標和水體生態系統平衡的建立等多方面入手，以維護水體的良性循環和可持續發展，取得良好的環境效益和社會效益。

參考文獻：

[1] 王乙震，周緒申，林超，張宇，韓朝光，張淼.南運河生態修復水體有機污染物的污染特征[J].環境化學，2016，（2）

[2] 梁鐘璇.環境修復技術在處理水污染中的應用研究[J].資源節約與環保，2017，（5）

作者簡介：

張文龍（1979.5），男，籍貫：廣東省興寧市興田街道，職稱和學歷：本科，研究方向或專業：環境工程。